什么是升压变换器
升压（Boost）变换器是一种开关电源电路，能产生比输入直流电压 $V_i$ 更高的输出直流电压 $V_o$。它由电感、开关（MOSFET）、二极管和输出电容四部分组成。高速开关MOSFET将能量储存在电感中，再"泵送"到输出端。理想情况下输出仅由占空比 $D$ 决定：$V_o=V_i/(1-D)$。例如 $D=0.5$ 时升压2倍，$D=0.8$ 时升压5倍。本模拟器直接将开关动作动画化，实时展示电感电流以三角波形上升下降并抬升输出电压的过程。
如何解读
电路图中，ON期间（绿色）电流流入并对电感充电；OFF期间（黄色）经二极管路径将电流送往输出。
电流波形图显示三角纹波 ΔIL。D越大、L或fs越小，纹波越大。
Vout–D曲线标出当前工作点，可一眼看出D接近1时输出电压急剧上升的非线性特性。
通过对话理解Boost 变换器占空比 Cycle
🙋看Boost 变换器占空比 Cycle时，应该先看哪里？调整输入电压 Vin后，图和数值都会变化，有点不好判断。
🎓先看理想输出电压，但不要只看数字。用升压占空比曲线确认前提形状或状态，再用电感电流看分布和变化方式。占空比曲线显示D接近1时输出电压急剧上升。
🙋输入电压 Vin变大时理想输出电压会变化，这比较直观。那占空比 D的影响要怎么读？
🎓逐步调整占空比 D并观察电感电流纹波，就能看出哪个因素在控制结果。理想升压公式忽略损耗。实际设计需检查二极管/同步整流损耗、电感饱和、控制稳定性和开关额定值。 不要只算一个点，要在实际可能波动的范围内来回检查。
🎓器件应力用来找危险边界，以及余量突然变小的输入组合。电流图检查电感纹波是否过大。 例如DC-DC升压电路初步定数设计时，比单点结果更重要的是条件稍微偏离后会怎样。
🙋如果理想输出电压满足要求，就可以直接采用这个条件吗？
🎓这里适合作为初步判断。它对估算电感饱和电流和纹波和检查高占空比运行风险有帮助，但最终判断仍要结合标准、实测值、详细分析和厂家条件。应力图显示升压比如何提高器件电压额定要求。
物理模型与主要公式
这些关系由连续导通模式（CCM）下的伏秒平衡导出。ON时间 $DT$ 期间电感两端为 $V_i$，电流上升 $\Delta I_L = V_i D/(L f_s)$；OFF时间 $(1-D)T$ 期间两端为 $-(V_o-V_i)$，下降相同量。稳态时净变化为零，于是 $V_i D = (V_o-V_i)(1-D)$，整理得：
$$V_o=\frac{V_i}{1-D},\qquad \Delta I_L=\frac{V_i\,D}{L\,f_s},\qquad I_{L,\text{avg}}=\frac{I_{out}}{1-D}$$
电感平均电流等于输入电流，是输出电流的 $1/(1-D)$ 倍——这正是高升压时器件电流应力急剧增大的原因。CCM/DCM边界为 $\Delta I_L/2 = I_{L,\text{avg}}$，低于此值则进入不连续导通模式（DCM）。
实际应用
DC-DC升压电路初步定数设计（电感、开关、二极管选型）。
LED驱动、光伏MPPT、车载48V升压、电池升压级。
估算电感饱和电流和纹波；检查高占空比运行风险。
常见误解与注意点
D接近1并不能无限升压。实际电路中损耗会使升压比封顶，效率急剧下降。
纹波并非"越小越好"，而是与电感、电容体积的权衡。一般目标为 ΔIL≈输出电流的30~40%。
轻载时进入DCM，$V_o=V_i/(1-D)$ 不再成立。必须确认CCM余量。
相关工程领域
电力电子、磁性元件设计、控制理论（电流/电压模式）、EMC与热设计。
进一步学习
可延伸到同步升压、交错并联升压、平均模型与小信号传递函数（右半平面零点）、峰值电流模式控制。
常见问题
先看理想输出电压和电感电流纹波。然后用升压占空比曲线确认前提状态，再用电感电流读取分布和偏差。占空比曲线显示D接近1时输出电压急剧上升。
先单独调整输入电压 Vin，再以相近幅度调整占空比 D，比较理想输出电压的变化。器件应力能显示哪些输入组合会让余量或性能快速变化。
适合用于DC-DC升压电路初步定数设计。不要只看单点数值，而应扩大输入范围，确认理想输出电压是否仍有余量，再决定是否进入详细分析。
理想升压公式忽略损耗。实际设计需检查二极管/同步整流损耗、电感饱和、控制稳定性和开关额定值。最终判断仍需结合标准、实测值、详细分析和厂家条件。